中国电信唐宏:云网融合SDN/NFV实践

大家好,很高兴跟大家分享一下云网融合下的SDN/NFV实践。

去年也讲过这个主题,现在来回头看,基本可以明确云网融合基础上的SDN实践已经在有序地进行。首先谈一下云网融合这个背景对网络产生了怎么样的需求和推动,进而说明网络要进行弹性扩展,必须要考虑引入SDN/NFV,最后谈谈中国电信在IP网络领域几个点上的实践,希望跟大家进行一个探讨。

首先,云计算是互联网热点驱动和关键推动,大家可以回顾一下整个业界的迁移。首先是云计算,通过几年的孕育和发展壮大之后,进而出现了SDN,再有NFV,这些先后顺序我觉得不是一个巧合,云计算为后面这些热点的出现,包括SDN/NFV,奠定了一个基础;同时也提供了相应的需求输出。我们从2016年开始关注的热点,包括人工智能、自动驾驶、智慧家庭、可穿戴设备以及各种电商的APP等,在2017年继续会是热点,背后的原因就是云计算的发展更成熟,为他们提供了发展的基础。

云计算发展壮大之后,对整个基础网络带来一个弹性扩张的需求,因为云计算的理念是按需提供各种资源,它首先要求资源实现池化,接着提供按需计费、随时接入等能力。这样自然对现在的基础网络提出了相应的弹性扩展的需求,进而推动网络产生两个发展方向:一个是把能力进行封装,一个是把能力开放出来给各个云计算上层应用自动化调用,这就是对SDN/NFV的需求。

云计算的发展壮大最明显的是规模效应,虚拟化技术发展进一步压榨硬件性能,根据预测,到2020年92%的数据中心的流量来自于云和虚拟化;另一个是云计算带来流量溢出效应,以前的分布式计算流量很少会跨节点,现在它往往是分布在全网,也是我们常说的东西向流量会不断增长;技术不断突破时延和数据的约束,分布式计算的地理尺度越来越大,进而把计算的流量扩展或者溢出到了广域网,这也是现在DC间正在建设的DCI的网络需求,去解决数据中心间东西流量激增的问题。

同时,依托SDN/NFV技术云网融合的商用产品在去年也开始陆续出现,包括亚马逊的AWS,包括AT&T的虚拟接入以及阿里云的VPC互联产品,这些产品能够实现和基础网络在这一两年积极引入SDN/NFV技术和能力是分不开的。

回头再来看一下这个大的背景下相应的架构和技术的发展。我认为在云网融合趋势下,技术有三个主要的发展趋势:一个是资源的虚拟化,也就是刚刚提到的基础网络为了更好的支撑云计算,需要更多考虑虚拟化业务的需求,自身能力也需要向虚拟化服务能力迁移。第二是对网络的服务进行相应的抽象化的处理,提供更好的网络能力或者网络服务的封装给上层进行调用,对云计算或者是上层的应用屏蔽网络具体技术细节。再一个是网络的智能化,传统的手工的、静态的网络运维手段是不能满足虚拟化、云化服务要求的,网络控制面的智能化必须走在前面,这也是实现刚刚提到的资源虚拟化和抽象化的基础,也是为什么会考虑大量应用SDN。

在这个基础上全球的运营商都提出了各种各样的基于SDN/NFV的网络的重构或者调整的计划,不管叫什么名字,他们总的来说都是为应对云网融合这个大环境下,刚刚讨论过的新的业务需求对网络提出的各种挑战,需要做相应的改变,通过改变适应云网融合这种新的环境。

以云网融合为目标,中国电信也提出了网络重构的战略构想,上午张院长做了很深入的阐述,这里不细讲。总的来讲,中国电信网络的转型聚焦在几点,一个是网络功能的云化,就是刚刚提到的,要把网络功能进行相应的封装,进而把能力开放出来,提供给相应上层的业务进行调用,整个的实现是一个网络云化的过程;一个是运营方式的变革,最终希望通过SDN以及NFV的协同,实现从计算、存储到网络全部资源的统一、动态调度,真正实现云和网之间的深度协同。细节里会涉及到基于SDN/NFV的统一调度、关键技术的通用化、标准化以及IT化,包括网络的分层解耦等相关切入点,这些切入点我后面也会提到。

这些技术的发展,我这里试着做一个总结。我们认为SDN主要是在架构层面的抽象,而NFV更加注重资源层面的优化。目前来讲,SDN像业界的判断一样,在DC得到非常广泛的应用。之后,业界开始向广域层面SDN解决方案进行试商用。因为广域SDN的很多特性和难点,包括跨网协同、高时延、不同厂家设备的异构等,短时间难以大规模推广,目前还是基于一些过渡的解决方案维护组。而NFV技术随着近来MANO的试点以及ONNFV社区成立,形成新的应用高潮。在实际部署中,两者是互为支持和迭代发展的。
广域范围我们认为SDN主要采用过渡技术解决方案,应用场景是流量的调度和优化,主要依赖软件化的数据模型进行管理;革命性的Openflow很难一步达成,在没有解决多级流表扩展性之前,Openflow仍然主要应用在数据中心内部。我们现在用通用设备来做的转发设备,包括OES,有局限性,流表速度不能太大;在很大的流表情况下,如果目前的Openflow交换机实时性能是不能有效支持业务的。传统运营商网络中,新型设备和传统网络设备是长期并存的,短期内也不可能都更新为Openflow的设备。业界开始想各种各样的招,Overlay技术开始大量在DC内和DC之间采用。

基于这种情况,我们可以看一下SDN在运营商网络中的几个典型的部署场景。一个是国际的出入口,包括大型的城域网和IDC出口,通过SDN进行进行相应流量的调度;通过SDN技术手段解决了以前基于BGP协议调度手段的局限性;另外通过集中的控制平面扩展传统路由协议,可以更好的为客户提供差异化的服务,对政企大客户流量路径进行定制,把网络调度能力变成可以给用户提供的产品。另一个是基于大数据和人工智能的技术,包括目前流行的深度学习方式,对网络故障的预警、发现和自动化处理方面提供更有效的优化,这一块我们认为是2017年或未来2-3年业界一个工作的重点。

我们认为难点不是SDN技术本身,而是支撑系统的演进和整个运营方式的转变,这SDN成功应用的一个关键。我们的运营团队,需要转变成为一个迭代式的运营开发团队,而不仅仅只是使用软件功能。这是一个很大的改变,也是一个长期的过程。

我们认为NFV技术是云网融合的一个关键技术,包括现在OpenMANO、HP NFV等,业务链是关键的应用架构,在固移融合、宽带IP网和移动核心网都有相应的采用,标准组织、开源组织以及运营商都进行了相应的PoC的基础验证。HA方案是一个关键因素,我们跟业界做NFV或者做虚拟化有点不同,运营商对HA的要求比IT的要求更高。另一个是X86平台架构转发性能很大程度制约了NFV应用的发展;在转发灵活性方面,现在的标准也没有统一,如何进行大量的封装,甚至实现Encap的可编程能力也是要解决的关键问题。这些问题汇聚成SDN/NFV标准化研究热点,IETF对它进行了研究,ETSI NFV也发表了很多工作文档,目前属于正在推广的阶段。但是NFV里面,我们注意到MANO和集成测试方面进展比较缓慢,这里也面临着跟SDN和Openflow的推进标准化一样的问题,新版本的更新越来越难,目前最高的Openflow就是1.5。同时我们注意到,开源社区目前已经成为整个SDN/NFV发展的核心力量,标准组织由于各方需要协调,实际上进度是滞后于整个技术的发展。现在事实上很多新的应用跟相应的事实上的标准是来自于开源社区,包括OpenMANO、ODL、ODS等等,我们关注的点必须在社区上给予关注,包括现在业界主要的OpenDaylight、OPNFV等,我们都有相应的研究和试点。

前面讲的是很多技术和相应的考虑。下面谈谈云网融合的推进思路和我们的实践。整个业界的发展上层是云计算,包括各种各样的新型应用等,对云计算基础设施提出了很多新的需求,这些需求汇聚到网络里面来,就是要对网络进行功能能力的封装以及相应能力开放。业界解决思路演变出来CT模式和IT模式,CT模式是从运营商这个角度来考虑,我们希望能够利用SDN或者NFV的技术,去解决网络组网自身扩展性的问题。从IT的角度来看,它实际上是把业务部署作为一个核心,网络其实是变成整个分布式计算的基础设施的一个部分。这两个由于大家考虑的视角不一样,对网络的路径和结构选择是不一样的。从运营商的角度来讲,我们认为CT的模式近期更具备可操作性,但IT的模式可能颠覆整个基础设施的内涵,把网络也和计算资源、存储资源一样,成为分布式计算的有机组成部分。这两种思路我觉得也是你中有我、我中有你的,一个是革命派,一个是改良派。CT的模式属于改良的方式,我们希望从融合推进的角度,首先是希望将简洁、敏捷、开放、集约去作为网络的推动力,用软件定义网络和网络虚拟化的理念,去找准确的切入点。在这个过程中首先要解决的是虚拟化,虚拟化是承上启下的一个基础技术,也是在云网融合的发展下商业模式跟运营模式的一个外延驱动;做好虚拟化之后,自动化是个重要的工具,没有自动化,我们在上层做SDN和NFV是没有相应支撑的。最后我们关注的是,面向业务部署能力的集约化运营,尽量做到部署能力与具体业务解耦。

相关的应用来讲,我试着举几个:一个是IP骨干网多维度智能调度系统与应用部署,解决IP骨干网的流量均衡调度和质量差异化问题,通过集中控制的SDN控制器进行路由算法、网络协议和调度策略相应的调度;另外一个是跨AS域的流量可视化与调度,扩展现有的BGP协议适应跨域环境的拓扑采集和流量分析;还有一个是NFV基础设施评测,NFV测试评测我们持续在做,我们已经验证了40G的单端口的限速转发能力;同时我们在马上要开的巴塞罗那展上,会推出一个跟浪潮等相关厂家合作推的NFV的基础设施的解决方案,希望能够在今后跟大家进一步进行分享这个案例。我们基于开源的技术做了IP边缘智能的试点,实现了基于政企客户的业务链应用,可以基于业务编排器对业务订购形成SFP,在数据平面上按需灵活提供vCGN、vDPI、vFW等服务。

总的来说,实践首先要以我为用,解决我们现有网络的痛点。利用SDN来提升广域网和DCI差异化的服务能力;利用NFV实现城域网边缘能力的池化;未来SDN/NFV新网元和传统的网络设备会长期共存,混合模式组网将成为重要的工程落地热点。

我就介绍到这里,谢谢大家。


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SDNLAB君 发表于17-02-24
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